4.12 Изнашивание при фреттинг- коррозии

Фреттинг-коррозия- это процесс разрушения плотно контактирующихся поверхностей пар металл - металл или металл - неметалл в результате малых колебательных относительных перемещений. Для возбуждения фреттинг-коррозия достаточны перемещения поверхностей с амплитудой 0,025 мкм. Разрушение заключается в образовании на соприкасающихся поверхностях мелких язвин и продуктов коррозии в виде налета, пятен и порошка. Этому виду изнашивания подвержены не только углеродистые, но и коррозионно-стойкие стали в парах трения сталь—сталь (могут быть как одноименные, так и разноименные), сталь—олово или алюминий, сурьма, а также чугун—бакелит или хром и многие другие пары трения.

Вследствие малой амплитуды перемещения соприкасающихся поверхностей повреждения сосредоточиваются на небольших площадках действительного контакта. Продукты износа не могут выйти из зоны контакта, в результате возникает высокое давление и увеличивается их абразивное действие на основной металл.

Продукты фреттинг-коррозии стальных изделий в атмосфере воздуха имеют цвет от светло-красно-коричневого до темно-коричневого в зависимости от марок материалов, давления, влажности и частоты циклов микросмешений.

Фреттинг-коррозия осуществляется также в вакууме, в среде кислорода, азота и гелия. Интенсивность изнашивания при фреттинг-коррозии в атмосфере воздуха выше, чем в вакууме и в среде азота, а в кислороде больше, чем в гелии.

Язвины и продукты коррозии на сопряженных поверхностях валов и напрессованных на них дисков, колес, муфт и колец подшипников качения, на осях и ступицах колес подвижного состава железных дорог, на запрессованных в картерах вкладышах подшипников, на пригнанных поверхностях шпонок и их пазов, на центрирующих поверхностях шлицевых соединений, на опорах силоизмерительных устройств, на опорных поверхностях пружин, на затянутых стыках, в заклепочных соединениях между листами, на заклепках и в отверстиях, на болтах и т. п. — результат проявления фреттинг-коррозии.

Необходимые для протекания этого процесса относительные микросмещения сопряженных поверхностей совершаются вследствие деформации деталей под нагрузкой и вибрации их, а также колебаний, происходящих в упругих системах.

Методы борьбы с фреттинг-коррозией.

Универсальных средств борьбы с фреттинг-коррозией нет, но для ее уменьшения необходимо:

• уменьшить микросмещения;

• снизить силы трения;

• сосредоточить скольжение в промежуточной среде.

Уменьшить относительное микросмещение можно путем придания деталям соответствующих конфигураций или посредствам повышения силы трения. Силы трения можно увеличить, повысив давление путем уменьшения площади соприкосновения деталей или повысив коэффициент терния за счет увеличения шероховатости поверхности. Шероховатость будет длительно влиять на коэффициент трения, если один из элементов пары не является металлом. Другой метод увеличения силы трения состоит в нанесении на поверхность электролитического слоя меди, олова, кадмия, серебра или золота.

Если исключить вибрацию невозможно, то необходимо либо уменьшить силу трения или перенести скольжение в промежуточную среду: добавить свинцового белика, парафин; поверхности покрыть фосфатным, свинцовыми или индиевыми покрытиями.

Уменьшить повреждение от фреттинг-коррозии можно, повышая твердость одной детали; при этом уменьшается взаимное внедрение деталей, что снижает интенсивность изнашивания.